被誉为“人造太阳”的可控核聚变研究传来重大喜讯。6月27日,两款我国自主研制的核聚变堆超导磁体顺利完成技术验收与满工况测试。其中,高温超导中心螺管线圈是紧凑型聚变实验装置的核心部件。该装置计划于2027年底建成,并有望在2030年前后实现核聚变发电的首次演示。
核聚变模拟太阳内部释放能量的机制,需将燃料加热至上亿摄氏度。由于没有任何材料能长期耐受这种极端高温,科学家们采用强大的磁约束力,将等离子体“托”起来,使其不接触容器壁且不熄灭。此次研发的正是这一关键部件。
按照目前主流路径,可控核聚变主要利用从海水中提取的氘作为燃料。一升海水的聚变能量相当于300升汽油,且几乎不产生强放射性核废料,无碳排放。地球海洋中蕴藏着约45万亿吨氘,按人类当前能耗计算,可供使用数十亿年。因此,这一技术成为世界主要发达国家竞相攻克的战略高地。
记者:这笼子有形也无形。
秦经刚:有形的是形状,无形的是磁场,看不见也摸不着。
记者:能控制这些,这就是传说中的魔法?
秦经刚:对,有点像魔法。但这“魔法”落到手中,只是一根薄薄的高温超导带材,其核心超导层仅厚约一微米。它需经过加工、扭绞、入管、挤压等多道工序。一根线材的变形,实则经历了拉伸、压缩与扭转的极限考验,任何环节的失控都可能导致失效。
六年前,秦经刚接下的任务仅有模糊框架:性能提升、成本下降。面对未知的设计与材料,团队攻坚克难,实现了从原材料到工艺装备的100%国产化。成本显著降低,超导材料价格从每米四百元降至一百元。更重要的是,线圈在重量、尺寸及储能上均实现飞跃,单线圈重量从350吨增至580吨,预示着未来装置将具备更大能量。
尽管取得突破,秦经刚认为这仅是验证了从设计到工艺的可行性,距离高温超导在聚变中的完全应用还有距离。剩下的20%是将线圈投入苛刻的装置环境中,考核其服役稳定性和寿命,只有通过这一关,才算真正走完这条路。
近年来,中国“人造太阳”不断刷新纪录。2025年1月,全超导托卡马克实验装置“东方超环”实现1亿摄氏度等离子体稳态运行1066秒。此次超导磁体的突破,补齐了核聚变工程化链条上最难的拼图。这背后是几代人的坚守。
记者:验收后第一天干嘛了?
秦经刚:在办公室待了两小时,默默回忆历程。团队二十余人,其中八名女性。
秦经刚:回想过往,越挫越勇,辛苦没有白流。
记者:面对外界“50年”的质疑?
秦经刚:发展多年后已看到曙光。团队信心倍增,将按既定目标在2030年发出第一度电。他坚信,未来无需再等半个世纪,示范堆乃至商业堆将一步步变为现实。
